Hola, buenos días.
Me llaman para lo que soy investigadora en el Instituto
de agroquímica y Tecnología de alimentos,
ya que pertenece al csic, y la vídeo clase
de hoy voy a hablaros de polímeros naturales,
también conocidos como bien polímeros, y esta vídeo clase
la estructurado en cuatro grandes bloques.
En primer lugar, os hablaré un poco de la problemática del plástico
que existe a día de hoy, un poco para justificar el porqué
el interés en los vio polímeros o plástico o polímeros naturales.
Empezaré definiendo qué es,
lo que se considera, un vio polímero,
cómo se clasifican los vio polímeros y cuáles son los tipos principales,
y terminaré con por daros algunos ejemplos de aplicaciones,
sobre todo para el área, para Cachín,
que es la que me dedicó yo y hacia dónde va la investigación
en este campo.
Empezaré por daros algunos datos sobre la producción de plástico.
Como podéis ver aquí en la gráfica de la izquierda,
el crecimiento en la producción de plásticos ha sido exponencial.
Parece que viven con nosotros.
Toda la vida
y realmente empezaban a producirse a mitad del siglo xx,
a nivel más y comercial y como podéis ver,
la producción ha sufrido un aumento exponencial a día de hoy.
Se producen alrededor de 500.000.000 de toneladas de plástico al año,
pero si os fijáis en esta gráfica se estima que en el 2050
superaremos los 1.000 millones de toneladas de plástico,
y lo que hay que remarcar
es que, además de todo el plástico producido alrededor del 40 por 100
de ese plástico se dedica a envasado.
Elaborar en base sí que se usan los plásticos tantísimo,
en el tema de envasado,
bueno, pues porque son materiales muy versátiles.
Se procesan fácilmente,
los puedes conformar los puedes integrar en procesos,
tienen una variabilidad, composición muy grande,
lo cual hace que se puedan utilizar para aplicaciones muy diversas.
Son ligeros, tienen buenas propiedades ópticas.
Gran inercia química que significa que no interaccionan en general,
con el contenido de del envase tienen propiedades térmicas,
variables son muy baratos y además, tienen una buena durabilidad.
Eso hace que al final nos los encontremos
en nuestra vida diaria y hay plásticos por todas partes,
y el problema de esa gran durabilidad de los plásticos,
es lo que ha derivado en la gran problemática medioambiental
que tenemos en la actualidad, y es pues al final casi el 80 por 100
de los plásticos producidos,
acabar en vertederos o entornos naturales,
tardar un montón en degradarse alrededor de 400 años,
y pues se han ido acumulando en mares y océanos de manera masiva.
Además, durante su estancia en el medio ambiente
van degradándose rompiéndose pedacitos más pequeños,
los que lo que se llaman microplásticos, que entran incluso
en lo que es la cadena trófica.
Los plásticos son, pues uno de los materiales más abundantes
en lo que ya se conoce como basuraleza,
pues toda la contaminación generada por el ser humano,
y se estima que alrededor del 2050 prácticamente todas las aves
habrán ingerido plástico.
Supone también un problema,
ya que al ser materiales tan ligeros se mueven con mucha facilidad,
y son vectores para la difusión de especies invasoras,
y ya se sabe también que nosotros ingerimos también,
plásticos a diariamente.
Y de hecho se estima que a la semana
más o menos ingerimos el equivalente a una tarjeta de crédito,
lo cual es una barbaridad y en la Bohemia que estamos todavía
pasando relacionada con el cómic,
pues esta situación no ha hecho más
que empeorarse porque, como sabéis, pues muchos de los artículos o eps
que utilizamos para la protección tanto mascarillas
como antes también están hechas de plástico y en la época
pues el año pasado, por ejemplo, se estimaba que en España
se consumían mensualmente unos 600.000.000 de mascarillas,
de las cuales un uno por 100,
es decir, la friolera de un 6.000.000 de mascarillas,
acababan en nuestros mares,
solamente España, mensualmente y qué alternativas hay
bueno, pues como sabéis, este problema medioambiental
los plásticos está causado por por esa gran durabilidad.
Entonces, una alternativa es la búsqueda de materiales
que sean capaces de degradarse o biodegradables,
pero también otra de los de los problemas de los plásticos,
es que provienen del petróleo, que es una fuente no renovable,
con, con lo cual la búsqueda de fuentes renovables
para la obtención de materiales sobre todo materiales
de un solo uso,
es algo altamente deseable.
Con lo cual, cómo definimos, los vio polímeros bueno,
pues los vio polímeros, son polímeros que se obtienen
de fuentes renovables y o que son biodegradables,
con lo cual podemos encontrarnos tres grandes bloques
los vio polímeros, que a mi parecer son los más deseables,
que son aquellos que provienen de fuentes renovables
y que además son biodegradables como, por ejemplo, el almidón;
tenemos otro bloque en el cual los materiales
provienen de fuentes renovables, pero no son biodegradables,
que ahora luego os hablaré de ellos,
como el polietileno, por ejemplo, y luego tenemos algunos
que se obtienen también a partir de monómeros,
de del petróleo de fuentes fósiles,
pero que sí son biodegradables como, por ejemplo, en la política.
Pero el acto no.
Dentro de claro,
realmente para solucionar la problemática de la contaminación
lo que lo ideal es que sean biodegradables,
es decir, que no queden en el medio ambiente
por tantísimo tiempo, porque, como hemos comentado anteriormente,
pues pueden pasar a la cadena trófica,
sin que sepamos realmente cuáles pueden ser
las consecuencias a nivel toxicológico o nutricional
para las personas o animales que generen estos trozos de plástico
dentro de los polímeros biodegradables.
Normalmente se clasifican dependiendo del origen,
como os comentaba, hay un bloque de materiales,
que son aquellos polímeros que son biodegradables pero que se obtienen
de el petróleo.
Aquí tenemos, por ejemplo,
pues los materiales más conocidos sobre las políticas,
pero el actoras o algunos como poliéster
es como el polis.
Butil, en succinta, atadi, pato hubo algunos populistes aromáticos,
que también están teniendo bastante éxito a nivel comercial,
porque son materiales que se procesan muy bien, pero, como decimos,
pues son materiales que derivan del petróleo y el segundo gran bloque
son los que son biodegradables
y obtenidos a partir de fuentes renovables,
que estos sí que son los sordos.
También se obvio polímeros.
Pero estos son los pie polímeros de más
interés que están despertando.
Más interés a su vez, pueden se clasifica
como naturales cuando directamente se extraen de biomasa
o los produce microorganismos, pues estáis primero más.
Tenemos distintos ejemplos de proteínas,
como la caseína polis.
Acari.
Después, como el almidón o los álgida datos,
o el quito sano o incluso producidos,
extraídos lípidos, extraídos de biomasa
y luego un bloque muy interesante son aquellos polímeros biodegradables
producidos por microorganismos; aquí tenemos,
sobre todo los polímeros y arcano gatos,
como el ph veo poliedro, exhibo gato o la celulosa bacteriana,
y luego tenemos que a partir de por no veros de la biomasa, podemos,
por las mismas rutas sintéticas,
por las que se producen los polímeros no biodegradables
llevar a cabo una síntesis de polímeros biodegradables.
Ese es el caso, por ejemplo, del pelea,
del que hablaré un poquito más ahora,
como podéis ver también en esta gráfica la izquierda,
pues del total de producción de plásticos
los bioplásticos a día de hoy todavía ocupar un lugar muy modesto,
solo suponen alrededor de un uno o dos por 100 del total
de la producción.
Aunque se espera que este porcentaje vaya aumentando
los principales polímeros o vio polímeros a nivel comercial,
son, se dividen también, pues en tres grandes bloques,
tal y como se comentaba anteriormente.
Por un lado,
tenemos aquellos que proceden de fuentes renovables
y que son 100 por 100 biodegradables;
los de los que tienen mayor presencia en el mercado son el bidón termo
-plástico, te pese el ácido polittak típico,
pelea y los políticos que sea el candidatos, en total más
o menos suponen un 40 por 100 de la producción de bioplásticos,
luego tenemos el el bloque que es comentaba
que a pesar de ser vio polímeros,
ya que proceden de fuentes renovables,
no son biodegradables, es decir, se usan monómeros,
que se obtienen de fuentes naturales para hacer plásticos al uso,
es decir, pues polietileno o polipropileno
se les llaman brío polipropileno, obvio polietileno,
porque no proceden del petróleo,
pero no son biodegradables y este grupo
de vio polímeros supone cerca, también del 40 por 100
de la producción de vio polímeros
y, por último, tenemos aquellos el bloque
de los que se obtienen a partir de combustibles fósiles,
pero que sí que suelen ser biodegradables.
Como puede ser el peléate,
o el que suponen un porcentaje más modesto,
simplemente por darnos algunas pinceladas
de los dio polímeros más empleados a nivel comercial,
pues unos, de los más estudiados y de los más
extendidos, son los almidón;
es termoplásticos sin duda son los que dominan
el mercado, pues muchas de las bolsas biodegradables que encontramos
en los supermercados tienen, por lo menos parte de almidón
termo plástico económicamente suelen ser bastante competitivos,
se extraen de fuentes como el maíz, la patata, el arroz,
cualquier biomasa que contenga almidón y el procesado
es relativamente fácil, pero tienen toda una serie de convenientes,
y es que el material en sí solamente hecho de almidón
es relativamente frágil, son materiales bastante vistosos,
con lo cual eso complica en cierta manera,
el procesado materiales muy procíclicos,
es decir, son muy sensibles a la humedad,
vierte las propiedades, tanto mecánicas
como en cuanto a cristalización del material,
es decir propiedades posteriores de uso,
son inferiores a los plásticos sintéticos y se degradan rápidamente
como estrategias para mejorar este tipo de materiales.
Normalmente se utilizan ciertos aditivos
como plastificar de su agentes nuclear
antes para mejorar sus propiedades finales a la hora de ser utilizados
u otras estrategias.
Suele ser mezclarlo con otros, pío, polímeros o algunos aditivos,
reforza antes.
Lo que pasa es que esto, por supuesto,
tiene un impacto en lo que es el coste material.
El siguiente material,
que, que ocupa mayor volumen de mercado,
es el ácido poli lácticos, las profilácticas,
que se obtienen también a partir del almidón,
pero esto es una ruta biotecnológica a partir del Arnedo,
ni por fermentación,
se produce, ha sido el Ártico y luego se polimérica
para dar lugar a este ácido por el Ártico;
sus propiedades físicoquímicas son similares al al al polietileno
tereftalato, que es uno de los materiales plásticos
más utilizados en envasado alimentario;
se procesa mejor incluso que el almidón es biodegradable
y además compostable menos de tres meses,
con lo cual en ese sentido es un material muy deseable;
de hecho, se utiliza mucho para plásticos
de un solo uso como cubertería biodegradable
pero tiene una serie de barreras para determinadas aplicaciones,
y es que, por ejemplo, sus propiedades de barrera
a cases son bastante limitadas y las comparamos
con plásticos convencionales.
Como el peit tiene una ventana de procesado
bastante limitada, también baja estabilidad térmica,
es decir, se hidrolizado fácilmente altas temperaturas,
con lo cual tiene problemas durante el procesado,
y es muy frágil para aplicaciones.
El principal productor de ácidos polis práctico
es la empresa.
De hecho, aunque hay otras muchas empresas
que están sacando otros gratos de ácido táctico
y hay distintas marcas sociales
y el tercer material de mayor interés a nivel comercial
son los políticos, si arcano gatos,
estos vio polímeros, son muy interesantes
porque son producidos por ciertas bacterias,
en las condiciones limitantes
las producen como reserva de energía,
como podéis ver a quienes esta imagen las acumulan en forma de gravarlos
que luego se pueden extraer de esas bacterias son,
tienen buenas propiedades térmicas, tienen puedas propiedades barrera
en este caso sí que la procesa habilidad es
más limitada algunos algunos de los pH,
así que se procesan bien.
Otros necesita de aditivos para poder procesarse,
son materiales en general frágiles.
Se han ido desarrollado polímeros con mejor proceso,
habilidad, pero presenta una serie de limitaciones
ya que prepararlos limitación biorreactor.
Es, pues, materiales más costosos
de producir ahí ya quedados de comerciales de phc
que se está utilizando en distintos productos comerciales,
y la verdad es que es uno de los materiales que tiene
una mayor perspectiva de uso duro, y aquí es vuestro también,
pues otros desarrollos de Pío polímeros que hay a nivel comercial.
Pues con la ya está utilizando pues materiales vio, por ejemplo,
para producir sus sus botellas; hay plásticos que son totalmente,
que pueden incluso cocinarse, porque son bioplásticos comestibles,
y muy brevemente quiero comentaros cuáles son las estrategias
de investigación que se están siguiendo en el desarrollo de nuevos
vio polímeros alternativos.
Como os comentaba, yo creo que los que mayor interés a futuro
tiene son aquellos que provienen de fuertes renovables
y que además son biodegradables.
Los problemas
de estos son que normalmente son bastante más caros
que los polímeros convertits convencionales,
como se ha mostrado anteriormente, con el almidón y el pelea al final,
otro de los problemas es que compiten con fuentes de alimentación
y nos hacemos un flaco favor si utilizamos los mismos recursos
que utilizamos para alimentarnos,
para producir bases no tiene ningún sentido,
y, en general, estos bioplásticos tienen peores propiedades.
Que los plásticos éticos es que hacer,
pues fijarse en la naturaleza para generar
estos nuevos materiales sostenibles.
Al final la naturaleza está compuesta por toda una serie de componentes,
en los cuales cada uno de ellos
otorga una propiedad al material final,
que es lo que los hace adecuados para determinadas funciones.
Nosotros en qué biomateriales estamos?
En qué vio polímeros?
Estamos interesados, bueno, pues en la naturaleza
uno de los materiales estructurales,
por por naturaleza es la celulosa, que es un polis acá,
árido con unas propiedades excelentes
y luego hay toda una serie de cosas presentes
también distintos tipos de biomasa vegetal o árida,
como pueden ser los pico con lo y desde algas,
que también pueden proveer a estos polímeros de propiedades,
súper adecuadas,
y además de otras funcionalidades.
En qué fuertes nos centramos nosotros?
En fuentes infrautilizadas?
Que sea, de bajo coste,
pues, como por ejemplo pie masa acuática o industriales,
y lo que hacemos la estrategia que hacemos
es simplificamos los procesos para que sean menos contaminantes
que resulten más baratos, y con esos menores pasos
de purificación y utilizando métodos de extracción alternativos
y económicamente y energéticamente más viables,
pues conseguimos obtener materiales
con los que desarrollar luego distintos tipos de estructuras,
como fits, dejas o aéreo geles.
Que son una especie de paz súper superpone,
y simplemente para darnos algunos ejemplos de proyectos
que llevamos en marcha pues estuvimos liderado
Proyecto Europeo sobre valorización de residuos marinos,
en concreto trabajamos mucho con la posidonia oceánica,
que es una planta acuática del Mediterráneo,
que al final de su ciclo de vida
genera un montón de residuos que llegan a las playas
y, como comentaba,
simplificando los procesos de extracción de celulosa posidonia,
oceanica, conseguíamos obtener fracciones ricas en celulosa,
pero que también contenían emi celulosa y otros componentes que
le daban a los materiales, además, unas propiedades adicionales
mejoraban su hidros felicidad y además les les otorgaban
propiedades antioxidantes,
lo cual puede también favorecer la conservación de alimentos,
y conseguimos optimizar y escalar la producción
de este tipo de fracciones a nivel de planta piloto
y desarrollar estructuras de base con estos vio polímeros,
pues más baratos y económicos,
y esto nos puede servir también para formar otro tipo de estructuras
mucho más porosas.
Sirven, por ejemplo, como sustitutos de los típicos pas,
que se ponen para la conservación de carne de envases alimentarios,
y lo que vivimos.
Es que estos procesos simplificados permiten obtener
materiales que además tienen funcionalidades adicionales
y mejoran mejorar la conservación de los alimentos que se basan
en los mismos, y finalmente poso
se incluido aquí toda una biografía de consulta,
porque es el tema de los vio polímeros.
Creo que es un tema apasionante sobre el que se ha hecho mucho,
pero que todavía queda mucho por hacer.
Os he puesto aquí algunos libros de consulta general
sobre plásticos biodegradables,
estrategias de mejora de estos plásticos utilizando,
por ejemplo, nanomateriales.
Cuáles son las aplicaciones industriales de los mismos
y luego algún artículo más específico de otro tipo de aplicaciones
en las que podéis estar interesados?
Pues, por ejemplo, los polímeros para aplicaciones biomédicas
y espero que os haya resultado la clase interesante.